Cum se determină starea de oxidare

Video: Valenta si Numarul de Oxidare partea I | Lectii-Virtuale.ro

Conţinut

Pași
Partea 1 din 2: Determinarea stării de oxidare în conformitate cu legile chimiei
Partea 2 din 2: Determinarea stării de oxidare fără a utiliza legile chimiei
sfaturi
De ce ai nevoie

În chimie, termenii „oxidare” și „reducere” înseamnă reacții în care un atom sau un grup de atomi pierd sau, respectiv, câștigă electroni. Starea de oxidare este o valoare numerică atribuită unuia sau mai multor atomi care caracterizează numărul de electroni redistribuiți și arată modul în care acești electroni sunt distribuiți între atomi în timpul unei reacții. Determinarea acestei valori poate fi atât o procedură simplă, cât și destul de complexă, în funcție de atomi și de moleculele care le compun. Mai mult, atomii unor elemente pot avea mai multe stări de oxidare. Din fericire, există reguli simple neechivoce pentru determinarea stării de oxidare, pentru a căror utilizare cu încredere este suficient să cunoaștem elementele de bază ale chimiei și algebrei.

Pași

Partea 1 din 2: Determinarea stării de oxidare în conformitate cu legile chimiei

1 Determinați dacă substanța în cauză este elementară. Starea de oxidare a atomilor din afara unui compus chimic este zero. Această regulă este valabilă atât pentru substanțele formate din atomi liberi separați, cât și pentru cele care constau din două, sau molecule poliatomice ale unui singur element.
- De exemplu, Al_(s) și Cl₂ au o stare de oxidare 0, deoarece ambele se află într-o stare elementară chimic nelegată.
- Rețineți că forma alotropică a sulfului S₈, sau octacera, în ciuda structurii sale atipice, se caracterizează și printr-o stare de oxidare zero.
2 Determinați dacă substanța în cauză este compusă din ioni. Starea de oxidare a ionilor este egală cu sarcina lor. Acest lucru este valabil atât pentru ioni liberi, cât și pentru cei care fac parte din compuși chimici.
- De exemplu, starea de oxidare a ionului Cl este -1.
- Starea de oxidare a ionului Cl în compusul chimic NaCl este, de asemenea, -1. Deoarece ionul Na, prin definiție, are o sarcină de +1, concluzionăm că sarcina ionului Cl este -1 și, astfel, starea sa de oxidare este -1.
3 Vă rugăm să rețineți că ionii metalici pot avea mai multe stări de oxidare. Atomii multor elemente metalice se pot ioniza în cantități diferite. De exemplu, sarcina ionică a unui metal precum fierul (Fe) este +2 sau +3. Sarcina ionilor metalici (și starea lor de oxidare) poate fi determinată de sarcinile ionilor altor elemente cu care acest metal face parte dintr-un compus chimic; în text, această sarcină este notată cu cifre romane: de exemplu, fierul (III) are o stare de oxidare de +3.
- De exemplu, luați în considerare un compus care conține un ion de aluminiu. Sarcina totală a compusului AlCl₃ este zero.Deoarece știm că ionii Cl au o sarcină de -1, iar compusul conține 3 astfel de ioni, pentru neutralitatea generală a substanței în cauză, ionul Al trebuie să aibă o sarcină de +3. Astfel, în acest caz, starea de oxidare a aluminiului este de +3.
4 Starea de oxidare a oxigenului este -2 (cu unele excepții). În aproape toate cazurile, atomii de oxigen au o stare de oxidare de -2. Există mai multe excepții de la această regulă:
- Dacă oxigenul este în stare elementară (O₂), starea sa de oxidare este 0, ca în cazul altor substanțe elementare.
- Dacă oxigenul face parte din peroxid, starea sa de oxidare este -1. Peroxizii sunt un grup de compuși care conțin o legătură simplă oxigen-oxigen (adică anionul peroxid O₂). De exemplu, în compoziția H₂O₂ (peroxid de hidrogen) oxigenul are o stare de încărcare și oxidare de -1.
- Când este combinat cu fluor, oxigenul are o stare de oxidare de +2, citiți regula de mai jos pentru fluor.
5 Hidrogenul are o stare de oxidare de +1, cu câteva excepții. Ca și în cazul oxigenului, există și excepții. De regulă, starea de oxidare a hidrogenului este +1 (dacă nu se află în starea elementară H₂). Cu toate acestea, în compușii numiți hidruri, starea de oxidare a hidrogenului este -1.
- De exemplu, în H₂O Starea de oxidare a hidrogenului este +1 deoarece atomul de oxigen are o sarcină de -2, iar două neutralități +1 sunt necesare pentru neutralitatea generală. Cu toate acestea, în compoziția hidrurii de sodiu, starea de oxidare a hidrogenului este deja -1, deoarece ionul Na are o sarcină de +1, iar pentru electroneutralitatea, sarcina atomului de hidrogen (și, prin urmare, starea sa de oxidare) ar trebui să fie fie -1.
6 Fluor mereu are o stare de oxidare de -1. După cum sa menționat deja, starea de oxidare a unor elemente (ioni metalici, atomi de oxigen din peroxizi și așa mai departe) poate varia în funcție de o serie de factori. Cu toate acestea, starea de oxidare a fluorului este invariabil -1. Acest lucru se datorează faptului că acest element are cea mai mare electronegativitate - cu alte cuvinte, atomii de fluor sunt cei mai puțin dispuși să se despartă de proprii lor electroni și atrag cel mai activ electroni străini. Astfel, acuzația lor rămâne neschimbată.
7 Suma stărilor de oxidare dintr-un compus este egală cu sarcina sa. Stările de oxidare ale tuturor atomilor care alcătuiesc un compus chimic ar trebui să se adauge la sarcina acestui compus. De exemplu, dacă un compus este neutru, suma stărilor de oxidare a tuturor atomilor săi ar trebui să fie zero; dacă compusul este un ion poliatomic cu o sarcină de -1, suma stărilor de oxidare este -1 și așa mai departe.
- Aceasta este o metodă bună de testare - dacă suma stărilor de oxidare nu este egală cu sarcina totală a compusului, atunci vă înșelați undeva.

Partea 2 din 2: Determinarea stării de oxidare fără a utiliza legile chimiei

1 Găsiți atomi care nu au reguli stricte despre starea lor de oxidare. Pentru unele elemente, nu există reguli ferm stabilite pentru găsirea stării de oxidare. Dacă un atom nu se potrivește cu niciuna dintre regulile enumerate mai sus și nu îi cunoașteți sarcina (de exemplu, atomul face parte dintr-un complex și sarcina acestuia nu este specificată), puteți determina starea de oxidare a unui astfel de atom prin excludere. Mai întâi, determinați sarcina tuturor celorlalți atomi din compus și apoi, din sarcina totală cunoscută a compusului, calculați starea de oxidare a acestui atom.
- De exemplu, în compusul Na₂ASA DE₄ sarcina atomului de sulf (S) este necunoscută - știm doar că nu este zero, deoarece sulful nu se află într-o stare elementară. Acest compus servește ca un bun exemplu pentru a ilustra metoda algebrică pentru determinarea stării de oxidare.
2 Găsiți stările de oxidare ale elementelor rămase în compus. Folosind regulile descrise mai sus, determinați stările de oxidare ale atomilor rămași ai compusului. Nu uitați de excepțiile de la regulă pentru O, H și așa mai departe.
- Pentru Na₂ASA DE₄, folosind regulile noastre, descoperim că sarcina (și, prin urmare, starea de oxidare) a ionului Na este +1, iar pentru fiecare dintre atomii de oxigen este -2.
3 Înmulțiți numărul de atomi cu starea lor de oxidare. Acum, că cunoaștem stările de oxidare ale tuturor atomilor, cu excepția unuia, este necesar să luăm în considerare faptul că pot exista mai mulți atomi ai unor elemente. Înmulțiți numărul de atomi ai fiecărui element (este indicat în formula chimică a compusului ca un indice urmând simbolul elementului) cu starea sa de oxidare.
- Inna₂ASA DE₄ avem 2 atomi de Na și 4 atomi de O. Astfel, înmulțind 2 × +1, obținem starea de oxidare a tuturor atomilor de Na (2) și înmulțind 4 × -2 - starea de oxidare a atomilor de O (-8).
4 Adăugați rezultatele anterioare. Rezumând rezultatele multiplicării, obținem starea de oxidare a compusului fără ținând cont de contribuția atomului dorit.
- În exemplul nostru, pentru Na₂ASA DE₄ adăugăm 2 și -8 și obținem -6.
5 Găsiți starea de oxidare necunoscută din sarcina compusului. Aveți acum toate datele pentru a calcula cu ușurință starea de oxidare dorită. Scrieți o ecuație, pe partea stângă a căreia va fi suma numărului obținut în etapa de calcul anterioară și starea de oxidare necunoscută și pe partea dreaptă a sarcinii totale a compusului. Cu alte cuvinte, (Suma stărilor de oxidare cunoscute) + (starea de oxidare dorită) = (sarcina unui compus).
- În cazul nostru, Na₂ASA DE₄ soluția arată astfel:
  - (Suma stărilor de oxidare cunoscute) + (starea de oxidare dorită) = (sarcină compusă)
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S = 6.V Na₂ASA DE₄ sulful are o stare de oxidare 6.

sfaturi

În compuși, suma tuturor stărilor de oxidare trebuie să fie egală cu sarcina. De exemplu, dacă compusul este un ion diatomic, suma stărilor de oxidare a atomilor trebuie să fie egală cu sarcina ionică totală.
Este foarte util să poți folosi tabelul periodic și să știi unde se află elementele metalice și nemetalice în acesta.
Starea de oxidare a atomilor în formă elementară este întotdeauna zero. Starea de oxidare a unui singur ion este egală cu sarcina sa. Elementele grupei 1A din tabelul periodic, cum ar fi hidrogen, litiu, sodiu, în formă elementară au o stare de oxidare de +1; Starea de oxidare a metalelor din grupa 2A, cum ar fi magneziul și calciul, este +2 în formă elementară. Oxigenul și hidrogenul, în funcție de tipul de legătură chimică, pot avea 2 stări de oxidare diferite.